Progresyvios štampų inžinerijos paslaptys: ±0,01 mm leistinų nuokrypių pasiekimas tiksliuose variniuose gnybtuose

Tikslūs variniai gnybtai, kuriems reikalinga ±0,01 mm matmenų paklaida, mažiau priklauso nuo galutinio patikrinimo nei nuo progresyvios štampų architektūros, medžiagų valdymo ir proceso stebėjimo. Didelės apimties preciziniam progresiniam štampavimui, štampavimo tarpas, karbido štampavimo geometrija, kelių-pakopių lenkimas, juostos valdymas ir jutiklio grįžtamasis ryšys turi būti suprojektuoti kaip viena valdoma sistema.

 

EV akumuliatoriaus gnybtų, maitinimo-elektronikos jungčių, relių komponentų ir didelės-srovės elektros kontaktų matmenų poslinkis gali padidinti kontaktų varžą, sutrikdyti surinkimo jėgą arba sukelti nesutapimą automatinio įdėjimo metu. Todėl didelio tikslumo vario štampavimo OĮG turi kontroliuoti formavimo procesą štampelyje, o ne bandyti koreguoti pokyčius po štampavimo.

 

 

 

Progresyvus štampas paverčia ritės atsargas į užbaigtą gnybtą, atlikdamas nuoseklias pradūrimo, išlyginimo, kalimo, formavimo, lenkimo ir nupjovimo{0}}operacijas. Esant ±0,01 mm nuokrypiui, kiekviena stotis prisideda prie galutinių matmenų-saugojimo.

 

Štampo konstrukcija turi sukurti fiksuotą atskaitos taško sistemą prieš sukuriant individualią stoties geometriją. Funkciniai matmenys, kur tik įmanoma, turėtų remtis tuo pačiu juostos atskaitos tašku, o ne kaupti leistinus nuokrypius iš ankstesnių posūkių ar skylių.

 

IATF 16949 atskaitos taško valdymas ±0,01 mm gnybtų štampavimui

 

Praktinė atskaitos taško architektūra padalija terminalą į tris valdymo grupes:

Pirminis atskaitos taškas: laikiklio juostelė arba juostos žingsnį valdanti vietos nustatymo funkcija.
Antrinis atskaitos taškas: bandomoji skylė arba tiksli{0}}pradurta funkcija, valdanti išilginę padėtį.
Funkcinis atskaitos taškas: gnybtų kontaktas, montavimo anga arba sujungimo paviršius, kontroliuojamas pagal surinkimo reikalavimus.

Didelio{0}}tikslumo vario štampavimui tipiniai proceso tikslai apima:

 

Parametras	Inžinerinis tikslas	Pirminis valdymas
Baigta kritinė dimensija	±0,01 mm	Štampo geometrija + CMM
Juostelės žingsnis	±0,01–0,02 mm	Pilotinė sistema
Skylės skersmuo	±0,01 mm	Karbido perforatoriaus/štampavimo tarpas
Skardos aukštis	Konkretus procesas-	Perforavimo kraštas + prošvaisa
Lenkimo kampas	±0,5 laipsnio arba griežtesnis	Kelių{0}}pakopų formavimas
Medžiagos storis	Tiekėjo specifikacija	Atvyksta patikra
Diegimas	Mikronų{0}}lygio proceso valdymas	Štampo priežiūra + kreipimosi sistema
Galutinis matmenų patikrinimas	CMM	PPAP 3 lygio dokumentacija

 

Kritinis taškas yra tai, kad ±0,01 mm neturėtų būti traktuojamas kaip tik galutinės patikros specifikacija. Jei proceso pajėgumas negali išlaikyti matmenų nuolatinės gamybos metu, gatavų dalių rūšiavimas nėra proceso valdymas.

 

C1100 ir C2680 medžiagų elgsena pagal IATF 16949 kontrolę

Variniai gnybtai yra jautrūs tiek medžiagos storiui, tiek mechaninėms savybėms. C1100 grynas varis pasižymi dideliu elektros laidumu, o C2680 žalvaris užtikrina didesnį stiprumą ir skirtingą formavimo elgesį.

 

Turtas	C1100 grynas varis	C2680 žalvaris
Pirminis privalumas	Didelis elektros laidumas	Didesnis mechaninis stiprumas
Tipiškas pritaikymas	Didelės{0}}srovės terminalai, šynų sąsajos	Jungčių gnybtai, konstrukciniai kontaktai
Elgesio formavimas	Didelis lankstumas; deformacija gali padidinti spyruoklinį pokytį	Didesnis stiprumas; didesnė formavimo jėga
Laidumas	Iki maždaug 100 % IACS, priklausomai nuo būklės	Žemesnis už gryną varį
Įrankių svarstymas	Sukibimo ir sukibimo kontrolė	Didesnė formavimo apkrova
Paviršiaus reikalavimas	Gali prireikti padengti elektriniais kontaktais	Dažniausiai naudojamas alavo/nikelio dengimas

 

Medžiagos sertifikavimas turėtų būti koreliuojamas su ritės partija, temperamentu, storiu ir štampavimo kryptimi. Medžiagos pakeitimas, kurio matmenys brėžinyje atrodo lygiaverčiai, gali pakeisti formavimo jėgą ir spyruoklę.

 

Prašyti nemokamo DFM įvertinimo ir pasiūlymo

 

 

Perforavimo medžiaga tiesiogiai veikia briaunų stabilumą, įbrėžimų susidarymą, matmenų pakartojamumą ir priežiūros intervalus. Varinių gnybtų, kuriems reikalingas ilgas gamybos ciklas, pasirinkimas tarp grūdinto SKD11 ir karbido turėtų būti pagrįstas apkrova, geometrija, medžiagos būkle ir numatomu eigos skaičiumi.

 

Volframo karbidas ir SKD11, skirtas didelio-tikslumo štampavimui

 

Įrankio medžiaga	Tipinės charakteristikos	Tikslus pritaikymas	Pagrindinė rizika
Volframo karbidas	Labai didelis kietumas ir atsparumas dilimui	Puikus auskaras, siauri plyšiai, kritinės skylės	Trapus po smūgio arba nesutapimo
SKD11	Didelis kietumas, tvirtumas, apdirbamumas	Bendrieji perforatoriai, štampai, formavimo įdėklai	Kraštų susidėvėjimas per ilgą bėgimą
Karbido + SKD11 derinys	Dėvėjimui-atsparus pjovimas su tvirtesne atrama	Didelės{0}}tūrio progresiniai štampai	Reikalingas kontroliuojamas surinkimas
Dengtas įrankių plienas	Sumažėjusi trintis ir geresnis nusidėvėjimo elgesys	Didelė{0}}gamyba	Dangos pažeidimas, jei pagrindas nestabilus

 

Smulkaus gnybtų pradūrimo metu karbido perforatoriai gali išlaikyti ryškesnį pjovimo briauną ilgesnės gamybos metu. Tačiau karbido nereikėtų rinktis vien dėl to, kad jis kietesnis.

 

Blogai išlygintas karbido perforatorius gali lūžti, kai SKD11 perforatorius deformuojasi arba palaipsniui nusidėvi.

 

1. Antgalio tarpas kontroliuoja šerdies aukštį ir matmenų stabilumą

Varis pasižymi dideliu lankstumu ir gali sukelti nepageidaujamą apsivertimą, įdubimą ar antrinę deformaciją, kai tarpas yra prastai suderintas su medžiagos storiu.

Efektyvus klirensas priklauso nuo:

Vario lydinys ir grūdinimas
Medžiagos storis
Perforavimo geometrija
Pjovimo greitis
Reikalingas šerdies aukštis
Skylės skersmuo
Numatomas įrankio tarnavimo laikas

Didelio-tikslumo terminalo atstumas turi būti patvirtintas eksperimentiškai, o ne nukopijuotas iš bendros procentų lentelės.

Gamybos bandymas turėtų atitikti:

prošvaisa → pjovimo jėga → lūžio zona → šerdies aukštis → matmenų nuokrypis → įrankio susidėvėjimas

Taip sukuriamas išmatuojamas proceso langas, skirtas vėlesnei štampo priežiūrai.

 

2. SKD11 atraminės konstrukcijos sumažina karbido lūžių riziką

Karbido įdėklai turi būti mechaniškai paremti, o ne veikiami nekontroliuojamos šoninės apkrovos. Preciziuose progresyviniuose štampuose dažniausiai derinami karbido pjovimo komponentai su grūdinto -plieno laikikliais, kreipiančiomis konstrukcijomis ir keičiamais įdėklais.

Tikslas yra ne tik didžiausias kietumas. Tikslas yra valdomas apkrovos perdavimas.

 

 

Lenkimas dažnai yra didžiausias matmenų svyravimų šaltinis po pradūrimo. Terminalas gali palikti pjovimo stotį neviršijant tolerancijos ir vis tiek nepavyksta galutinės patikros, nes elastinis atsistatymas keičia jo kampą arba funkcinį aukštį.

 

Springback turi įtakos:

Medžiagos takumo riba
Darbo{0}}grūdinimas
Lenkimo spindulys
Medžiagos storis
Grūdų kryptis
Formavimo kampas
Įrankio spindulys
Formavimo etapų skaičius
Kontaktinis slėgis
Įrankių susidėvėjimas

Daugiapakopis formavimas{0}} sumažina kampų svyravimus valdant IATF 16949

Didelio-tikslumo laipsniškas štampavimas neturėtų priversti didelio posūkio į vieną stotį, kai galutinė geometrija yra jautri spyruoklėms.

 

Tipiška seka gali būti naudojama:

Išankstinis-formavimas: nustatykite pradinę lenkimo geometriją.
Tarpinis formavimas: padidinkite lenkimo kampą paskirstydami plastinę deformaciją.
Kalibravimo formavimas: nustatykite galutinį funkcinį kampą.
Sukalimas arba permušimas: jei reikia, stabilizuokite svarbius paviršius.
Galutinė patikra: patikrinkite funkcinį atskaitos tašką naudodami CMM arba tam skirtus matuoklius.

 

Strategijos formavimas	Spyruoklinis valdymas	Įrankio apkrova	Matmenų pakartojamumas
Vienpakopis{0}}lenkimas	Ribotas	Didelė vietinė apkrova	Žemesnis
Dviejų{0}}pakopų lenkimas	Patobulinta	Paskirstyta	Patobulinta
Trijų{0}}pakopų formavimas	Aukšta kontrolė	Paskirstyta	Aukštas
Formavimas + permušimas	Labai aukšta pasirinktoms funkcijoms	Didesnė galutinė apkrova	Aukštas
Sukalimas	Stipri vietinė deformacijų kontrolė	Aukštas	Aukštos valdomos funkcijos

 

Stočių skaičius turėtų būti nustatomas pagal medžiagos elgseną ir geometriją, o ne pagal fiksuotą įrankių šabloną.

 

Lenkimo kompensavimas turi būti įmontuotas į štampą

Jei terminalui reikalingas galutinis 90 laipsnių kampas, formavimo perforatorius nebūtinai turi būti suprojektuotas aplink vardinę 90 laipsnių įrankio padėtį.

Tikram procesui gali prireikti per{0}}formuoti, o po to kontroliuojamas elastingumas.

 

Gamybos patvirtinimui inžinierių komanda turėtų įrašyti:

Įrankio kampas
Tikrasis štampuotas kampas
Spyruoklinis kampas
Medžiagų partija
Juostos kryptis
Įrankio smūgis
Gamybos smūgių skaičius

Taip sukuriamas atsekamas ryšys tarp įrankių geometrijos ir baigtos{0}}dalies varianto.
 

 

 

Progresyvus matrica, veikianti dideliu smūgių dažniu, negali visiškai priklausyti nuo patikrinimo{0}}pabaigoje{1}}. Pažeistas perforatorius, trūkstamas komponentas, padavimo klaida arba dviguba juostelė gali sukelti šimtus sugedusių dalių, kol operatorius aptinka problemą.

 

In-daviklių jutikliai pasirinktas proceso sąlygas paverčia tiesioginiais gamybos signalais.

 

Jutiklio-valdomas progresyvus štampavimas pagal 3 PPAP lygį

 

Bendri stebėjimo taškai apima:

Medžiagos buvimas
Juostos padėtis
Piloto įsitraukimas
Dalies buvimas
Tiekimo sutrikimo aptikimas
Dvigubas medžiagų aptikimas
Punch lūžimas
Išmetimo patvirtinimas
Mirties perkrova
Formavimo padėtis

 

Jutiklio funkcija	Aptinkama būklė	Gamybos rizika, jei nekontroliuojama
Juostos jutiklis	Trūksta medžiagos	Tuščias potėpis
Pilotinis jutiklis	Neteisinga juostelės padėtis	Skylės / posūkio nesutapimas
Dalies jutiklis	Dalis neišstumta	Mirties kliūtis
Punch stebėjimas	Smūgio pažeidimas	Įtrūkimai arba matmenų gedimas
Apkrovos stebėjimas	Nenormali formavimo jėga	Įrankio pažeidimas
Pašarų stebėjimas	Neteisingas žingsnis	Klaidinga stoties registracija
Dvigubo{0}}lapo aptikimas	Medžiagų sutapimas	Smūgio lūžis

 

PPAP 3 lygiui jutiklio strategija turėtų būti susieta su proceso FMEA, valdymo planu, MSA veikla ir matmenų patvirtinimu.

Pats jutiklis nėra kokybės sistema. Jo vertė gaunama susiejant signalą su apibrėžtu reakcijos planu.

 

Proceso pajėgumas turėtų atitikti ±0,01 mm specifikacijas

Esant kritiniam terminalo matmeniui, Cp ir Cpk turėtų būti skaičiuojami pagal gamybos duomenis, o ne iš prototipo paleidimo.

 

Kur:

USL=viršutinė specifikacijos riba
LSL=žemesnė specifikacijos riba
μ=proceso vidurkis
σ=standartinis nuokrypis

 

Jei specifikacija yra ±0,01 mm, bendras tolerancijos plotis yra tik 0,02 mm. Dėl nedidelių medžiagos storio, įrankio susidėvėjimo, juostelių išlygiavimo ar formavimo jėgos pasikeitimų gali sunaudoti didelę turimo proceso lango dalį.

 

 

Koordinačių matavimo mašina neturėtų būti naudojama tik kaip galutinis priėmimo įrankis. CMM duomenys taip pat gali palaikyti bandymą, pirmą-patvirtinimą, prevencinę priežiūrą ir inžinerinių pakeitimų patvirtinimą.

 

CMM matavimo strategija ±0,01 mm gnybtams

Kritinės charakteristikos turėtų būti suskirstytos į:

Skylės padėtis
Skylės skersmuo
Bendras ilgis
Terminalo plotis
Lenkimo aukštis
Lenkimo kampas
Kontaktinė padėtis
Plokštumas
Suformuotas profilis

 

CMM programa turėtų atkurti funkcinę atskaitos taško struktūrą, apibrėžtą inžineriniame brėžinyje.

 

Pavyzdžiui, matuojant gnybtų aukštį nuo nestabilaus išorinio krašto, galima gauti techniškai tikslų matavimą, kuris neatspindi tikrosios surinkimo būklės.

 

Todėl patikrinimo metodas turi atitikti gaminio funkcinės atskaitos schemą.

 

 

 

Įrankio nuoseklumas nėra statinis. Pjovimo briaunos susidėvi, formuojami paviršiai poliruojami, keičiasi tarpai, o kreipiančiosios dalys palaipsniui praranda savo pradinę būklę.

 

Didelės apimties{0}}varinių terminalų gamyboje prevencinė priežiūra turėtų būti pagrįsta išmatuojamais proceso rodikliais, o ne savavališku kalendoriniu intervalu.

 

Įrankio{0}}gyvenimo stebėjimas pagal IATF 16949 proceso valdymą

Minimalus takelis:

Gamybos smūgių skaičius
Skardos aukštis
Kritinis skylės skersmuo
Kritinė skylės padėtis
Lenkimo kampas
Formavimo aukštis
Štampavimo jėga
Jutiklio aliarmo dažnis
Punch keitimo istorija
Šlifavimo pašalpa

Naudingas priežiūros trigeris gali būti nustatytas, kai proceso indikatorius artėja prie valdymo ribos.

Pavyzdžiui:

smūgių skaičius → šerdies augimas → skylės matmenų poslinkis → Cpk sumažinimas → perforatoriaus priežiūra

Tai labiau informatyvu nei teiginys, kad kauliukas turi teorinį „milijoninį{0}}šauto gyvybę“.

Įrankio tarnavimo laikas priklauso nuo medžiagos, storio, geometrijos, tepimo, eigos greičio, štampų tarpo ir priežiūros praktikos.

 

Priežiūra turi išlaikyti pradinę atskaitos sistemą

Po šlifavimo arba perforatoriaus pakeitimo atkurtas komponentas turi išlaikyti ryšį su:

Pilotinė sistema
Vadovo įrašas
Štampos įdėklas
Juostelių nešiklis
Gretima formavimo stotis

Vieno susidėvėjusio komponento pakeitimas nepatikrinus visos stoties gali sukelti naują matmenų poslinkį.

 

 

Šioje matricoje apibendrinamas ryšys tarp gaminio reikalavimų ir sprendimų dėl įrankių.

 

Produkto reikalavimas	Rekomenduojama inžinerinė kontrolė	Patikrinimas
±0,01 mm skylės matmuo	Karbido perforatorius + kontroliuojamas tarpas	CMM
Didelės{0}}tūrio auskarų vėrimas	Karbido pjovimo komponentai	Skardos matavimas
Sudėtinga gnybtų geometrija	Kelių{0}}pakopų formavimas	Profilis / CMM
Jautrus lenkimo kampas	Išankstinė-forma + kalibravimas / pakartojimas	Kampo matuoklis/CMM
Didelis elektros laidumas	C1100 vario	Medžiagos sertifikatas + laidumo testas
Didesnis konstrukcijos stiprumas	C2680 žalvaris	Medžiagos sertifikatas + mechaniniai duomenys
Nuolatinė didelės spartos{0}}gamyba	Į-įtaisyti jutikliai	Jutiklio patvirtinimas
Automobilių 1 pakopos tiekimas	IATF 16949 proceso sistema	Auditas + PPAP
Naujų įrankių patvirtinimas	Viso matmenų patvirtinimas	PPAP 3 lygis
Ilgas gamybos laikotarpis	Prevencinė įrankių priežiūra	Smūgio/įrankio{0}}gyvenimo įrašai

 

Atsisiųskite štampavimo dizaino specifikaciją

 

 

Tikslaus štampavimo projektas turėtų prasidėti nuo dalies brėžinio ir funkcinių reikalavimų, o ne nuo standartinės štampavimo konfigūracijos.

 

Per DFM peržiūrą inžinierių komanda turėtų ištirti:

Medžiagos klasė ir temperamentas
Juostos storis
Grūdų kryptis
Minimalus lenkimo spindulys
Skylės-iki-krašto atstumas
Burr kryptis
Auskarų vėrimo seka
Vežėjo dizainas
Juostelės žingsnis
Progresyvus stočių paskirstymas
Formuojanti apkrova
Laužo evakuacija
Jutiklių vietos
Patikrinimo taškai
Paviršiaus apdorojimo reikalavimai

Projektuojant EV ir ESS elektrinius komponentus, taip pat reikėtų atsižvelgti į elektrines charakteristikas.

 

Gnybtų matmenys, atitinkantys ±0,01 mm, vis tiek gali būti netinkami, jei dangos storis, kontaktinė jėga, sujungimo geometrija arba srovės{1}}nešimo skerspjūvis{2}} neatitinka specifikacijų.

 

Dėl šios priežasties mechaninis matmenų valdymas ir elektrinis patvirtinimas turėtų būti peržiūrėti kartu.

 

PPAP 3 lygio dokumentacija turėtų sujungti įrankius su gamybos kontrole

Gamybos pateikimas gali apimti:

Proceso srauto diagrama
PFMEA
Kontrolės planas
MSA
Matmenų rezultatai
Medžiagų sertifikatai
Gebėjimų studijos
Įrankių įrašai
Proceso parametrai
Išvaizdos patvirtinimas
Funkcinio testo rezultatai
Dalių pavyzdžiai
Dalies pateikimo orderis

Tikslas – parodyti, kad gamybos procesas-ne tik pasirinkta dalių partija-gali pakartotinai atitikti brėžinio reikalavimus.

 

 

Didelės-srovės elektros gnybtuose tikslus štampavimas yra kontroliuojama medžiagų elgsenos, štampų geometrijos, formavimo sekos, įrankių medžiagų, mašinos tikslumo ir tikrinimo sąveika.

 

Didelio-tikslumo vario štampavimo OĮG, orientuotas į ±0,01 mm, procesą turėtų sudaryti keturi inžineriniai valdikliai:

 

Terminalo štampavimo įrankių dizainas, pagrįstas funkciniais atskaitos taškais ir kontroliuojamų paklaidų krūva{0}}.
Karbido ir SKD11 įrankių pasirinkimas atitinka pjovimo apkrovą, susidėvėjimą, geometriją ir priežiūros reikalavimus.
Kelių{0}}pakopų lenkimas ir kalibravimas, kad būtų galima valdyti spyruokles, o ne pasikliauti vienpakopiu{1}}formavimu.
In-daviklių stebėjimas ir CMM patikra, siekiant aptikti proceso poslinkį, kol dideli kiekiai neatitinka reikalavimų.

 

Automobilių ir energijos{0}}saugojimo programose šie valdikliai gali būti integruoti su IATF 16949, PPAP 3 lygiu, procesų pajėgumų tyrimais ir dokumentais pagrįstu įrankiu{3}} gyvavimo laiko valdymas.

 

Rezultatas yra ne tik štampuotas varinis gnybtas, kuris praeina patikrinimą. Tai štampavimo procesas su išmatuojamais ryšiais tarp medžiagos → įrankių → formavimo → patikrinimo → proceso galimybių → gamybos pakartojamumo.

 

 

Kaip laipsniškas štampas gali išlaikyti ±0,01 mm toleranciją didelės apimties vario gnybtų gamybos metu?

Naudokite valdomą atskaitos sistemą, tikslią karbido įrankį, patvirtintą štampavimo tarpą, kelių{0}}pakopų formavimą, į-įtaisytus jutiklius, profilaktinę priežiūrą ir CMM{2}}pagrįstą proceso patikrą. Medžiagos storis ir temperatura taip pat turi neviršyti patvirtintų specifikacijų.

 

Kokios įrankių medžiagos naudojamos siekiant didelio{0}}tikslumovario gnybtų štampavimas?

Volframo karbidas dažniausiai naudojamas didelio{0}}dėvėjimosi pjovimo komponentams ir svarbioms pradūrimo operacijoms, o SKD11 naudojamas perforatoriams, štampams, laikikliams ir formavimo komponentams, kur reikia didesnio tvirtumo ir tinkamumo naudoti.

 

Ar varinių gnybtų štampavimo tiekėjas gali pateikti PPAP 3 lygio dokumentus?

Taip. Gamybai paruošta{1}}programa gali apimti matmenų ataskaitas, PFMEA, valdymo planą, MSA, pajėgumų tyrimus, medžiagų sertifikatus, proceso eigą, įrankių įrašus, dalių pavyzdžius ir dalių pateikimo orderio dokumentus.